生物電信號傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物電信號傳感器，該生物電信號傳感器廣泛用于生物電記錄、測量、和刺激，包括醫(yī)療設備、移動設備、家庭保健、心理認知、游戲、腦機接口、康復訓練、神經營銷等，特別是用于無膠生物電測量及可穿戴設備。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，生物電(如腦電、心電、肌電等)測量已經廣泛應用于各種神經系統疾病的監(jiān)測診斷，和生物電反饋的康復設備。腦電測量還是認知心理研究的一個重要實驗手段。為了獲取精準的微弱腦電信號，要求電極和頭皮有良好接觸，電極阻抗較低且穩(wěn)定。腦電測量電極阻抗一般要求小于100 kOhm，最好小于5 kOhm。為達到滿意的測量阻抗，需要在電極和頭皮之間涂覆導電膠(膏)，克服頭發(fā)對測量的影響。這種傳統的濕電極(指需要導電膠的電極)使用，雖然達到滿意的測量阻抗，但存在耗時、不舒適等問題，嚴重限制了應用范圍。
[0003]隨著移動醫(yī)療和健康監(jiān)測的發(fā)展，可穿戴設備和移動醫(yī)療設備亟需配套使用無需涂覆導電膠的電極，即無膠電極。這類無膠電極主要分為干電極、半干電極，干電極即不使用任何電解質，半干電極是指通過無機或高分子多孔材料將微量的導電溶液(電解質)滲透到皮膚表面。無論是干電極、還是半干電極，由于沒有或僅靠微量的電解質溶液與皮膚表面接觸，阻抗相對膠基電極較高，阻抗受電極皮膚接觸的影響更加敏感。因此無膠電極的關鍵就是維持電極與皮膚接觸良好，這就對電極的設計提出了新的挑戰(zhàn)。
[0004]現有干電極技術采用剛性的管狀鍍金小柱，前端封端前置放大器，雖然這種設計能較好地穿過頭發(fā)，但是存在以下問題:(I)電極-皮膚阻抗較高，移動偽差大；(2)由于剛性小柱直接與皮膚接觸，有較強的疼痛感，佩戴不舒適，特別是長時間測量。也有采用導電塑料制成的爪子式設計，由于電極-皮膚界面干接觸，因此需要電極支撐施加較大壓力降低電極-皮膚阻抗，也存在疼痛、不舒適的問題。
[0005]與本實用新型最接近的現有技術是采用多孔柱的半干式生物電傳感器，該方案利用多孔滲透柱將電極腔體內的電解質滲透到待測皮膚表面，由于電極與皮膚之間存在微量的電解質溶液，電極-皮膚阻抗較全干式電極低且更穩(wěn)定，移動引起的偽差更小，但是由于多孔滲透柱為剛性材料如多孔陶瓷，也存在佩戴不舒適的情況。

【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型的目的在于，克服現有技術在使用時造成受體的疼痛、不舒適缺陷，提供一種生物電信號傳感器，該傳感器結構合理，電極頭設有多個柔性柱狀管，該柱狀管中部具有多孔滲透芯，電極與皮膚通過電解質良好接觸，阻抗穩(wěn)定，測量精度高，提高了佩戴舒適度。
[0007]本實用新型生物電信號傳感器的技術方案是:
[0008]—種生物電信號傳感器，它包括一個具有柱狀管和連接體的電極頭，一個具有空腔的電極體，該空腔上端有密封件，電解質填充在電極體空腔中的固定管內或密封件內或直接在空腔內，電極與電解質導通；所述電極頭為柔性材料制成，一端設有多個正對生物體被測面的柱狀管，另一端與電極體空腔下端密封固定；柱狀管中部設有具有微孔的電解質滲透芯，用于使電解質通過該微孔滲至柱狀管端部。
[0009]進一步的技術方案是:
[0010]所述的生物電信號傳感器，其電極體空腔上端密封件為密封蓋；所述的密封蓋與電極體為能拆卸的密封固定連接；所述的電極頭與電極體空腔下端密封固定是電極頭的連接體的臺肩嵌入電極體空腔下端的孔中，密封蓋壓緊電極體內的固定管，該固定管壓在電極頭上平面上；固定管為中空管，管內填充電解質。
[0011]所述的生物電信號傳感器，其電極體空腔上端密封件為密封柱；所述的密封柱與電極體為能拆卸的密封固定連接；密封柱的柱體下端壓在電極頭的上平面上，柱體中部填充電解質。
[0012]所述的生物電信號傳感器，其密封件與電極體能拆卸的密封固定連接是螺紋連接。
[0013]所述的生物電信號傳感器，其電極體外周上還有定位片。
[0014]所述的生物電信號傳感器，其電極頭通過緊固件與電極體下端螺紋匹配固定連接；電極體空腔上端密封件為密封蓋，該密封蓋與電極體為螺紋密封固定連接，密封蓋和電極體上各有至少2對定位片；電極體與空腔上端密封件或為一次成型的整體。
[0015]所述的生物電信號傳感器，其柱狀管為圓柱狀，或錐柱狀；柱狀管至少有2個，并均勻分布在電極頭端面形心為中心的端面上。
[0016]所述的生物電信號傳感器，其連接體與電極體為一整體，柱狀管均勻分布在電極體端面形心為中心的端面上；電極體空腔內壁上有涂的或鍍的導電層。
[0017]所述的生物電信號傳感器，其電極為浸泡在電解質中的導體，或是導電層，該導電層是電極體空腔內壁的或固定管內壁的或密封柱內壁的或電極頭上平面上的導電層，該導電層上的電極線與外電路連接。
[0018]本實用新型有益效果顯著:
[0019]1.本實用新型提供的生物電信號傳感器及所制作的電信號采集裝置，電極頭設有至少2個柔性柱狀管，柱狀管中部具有互相獨立的多孔滲透芯，電極通過電解質與皮膚接觸良好，電極阻抗穩(wěn)定，測量精度高，克服了現有技術直接靠多孔陶瓷等剛性滲透柱頭疼痛、不舒適的缺陷，較大地提高佩戴舒適度。
[0020]2.電極體與密封件為能拆卸的固定連接，方便注入電解質溶液和后期維修檢查，簡單取下密封件即可對電極和電極頭進行更換。這種能拆卸連接，電極頭可成為一次性使用的耗材。此外，密封件采用軟橡膠材料，通過注射器針頭穿過密封端面，便可補充電解質溶液。
[0021]3.電極通過嵌入電極體的導電元件電連接，導電元件與外電路連接，與直接連有導線的傳統傳感器相比，傳感器可成為獨立配件，傳感器的位置和數量可根據需要任意調節(jié)，一套傳感器可應用于多個支撐體，大大提高了傳感器的利用率。
[0022]4.電極體內壁或固定管或密封柱柱體內壁為粗糙表面，方便涂布銀/氯化銀等導電漿料電極，涂層附著性更穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0023]圖1為生物電信號傳感器的主視圖。
[0024]圖2為圖1的仰視圖。
[0025]圖3為電極體空腔上端密封件是密封蓋的示意圖；電極體與密封蓋為螺紋連接，通過固定管擠壓固定電極頭；本實施例電解質在固定管中。
[0026]圖4為電極體空腔上端密封件是密封柱的示意圖；電極體與密封柱為螺紋連接，通過密封柱的柱體擠壓固定電極頭；本實施例電解質在柱體中。
[0027]圖5電極頭的連接體與電極體為一整體的示意圖；柔性的柱狀管固定在電極體上的安裝孔中；電極體為非導電材料制成，內壁上有導電層，該導電層同時為電極；本實施例電解質在內壁上涂有或鍍有導電層的電極體空腔中。
[0028]圖6為電極頭通過緊固件與電極體下端螺紋匹配固定連接示意圖；本實施例電解質在電極體空腔中。
[0029]圖7為具有5個柱狀管的電極頭示意圖；電解質滲透芯為沉頭螺釘形。
[0030]圖8為圖7的A—A剖視圖。
[0031]圖9用本實用新型的生物電信號傳感器制作成的單件電信號采集裝置的示意圖。
[0032]圖中:1-電極頭；1.1-柱狀管；1.2-連接體；2_電極體；3_電極；4_電解質；5_電解質滲透芯；6_密封蓋；7_密封柱；7.1-柱體；8-固定管；9-電極線；10_電極線出口 ；11-密封圈；12-定位片；13-導電層；14-導電元件；15-支撐帶；15.1-連接孔；16-固定塊；16.1一定位槽；17—防滑齒；18_緊固件。
【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明:
[0034]實施例1:是本實用新型的一個基本實施例。如附圖所示，一種生物電信號傳感器，它包括一個具有柱狀管1.1和連接體1.2的電極頭I，一個具有空腔的電極體2，該空腔上端有密封件，電解質4填充在電極體2空腔中的固定管8內或密封件內或直接在空腔內，電極3與電解質4導通；所述電極頭I為柔性材料制成，一端設有多個正對生物體被測面的柱狀管1.1，另一端與電極體2空腔下端密封固定；柱狀管1.1中部設有具有微孔的電解質滲透芯5，用于使電解質4通過該微孔滲至柱狀管1.1端部。
[0035]實施例2:是進一步